超過 2 米長的人類 DNA 分子使用復(fù)雜的折疊模式適應(yīng)細(xì)胞,同時局部展開以表達(dá)基因。然而,這些現(xiàn)象在實驗中很難測量,解釋它們的理論框架仍然相互矛盾。
、和波蘭的研究人員試圖為 DNA 在表達(dá)基因時如何改變形狀提供統(tǒng)一理論??茖W(xué)家們在 AIP Publishing 出版的 Biophysics Reviews 上展示了他們的工作,他們使用一種稱為統(tǒng)計力學(xué)的方法來探索所謂的基因調(diào)控表達(dá)波現(xiàn)象。
該小組希望調(diào)和與該主題最相關(guān)的兩個科學(xué)領(lǐng)域之間長期存在的鴻溝。
共同作者亞歷山德羅·朱利安尼 (Alessandro Giuliani) 說:“許多處于物理學(xué)和生物學(xué)交叉路口的學(xué)者現(xiàn)在正在研究可能是生物學(xué)中最關(guān)鍵的難題。” “從受精卵的相同遺傳背景開始,怎么可能出現(xiàn)大約 400 種高度分化的細(xì)胞類型,每種類型都具有特定的生理作用?”
基于生物學(xué)的理論通常以稱為轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)蛋白為中心,這些蛋白通過生化方式指揮要一起表達(dá)的基因交響曲。相比之下,許多物理學(xué)家專注于表達(dá)波,即由 DNA 分子本身的松弛和凝聚驅(qū)動的基因組表達(dá)水平的有節(jié)奏變化。
朱利安尼說:“這有點(diǎn)像足球和其他體育賽事中常見的所謂的hola,觀眾同時站起來,在整個體育場內(nèi)產(chǎn)生‘波浪’。”
為了解決這個問題的核心,該小組專注于在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)的一種特定類型的細(xì)胞,該細(xì)胞具有持續(xù)以相同方式刺激的記錄。
他們使用統(tǒng)計力學(xué)通過評估大量微觀參與者在整體屬性方面的集體行為來理解 DNA 分子如何折疊,這與經(jīng)典的自上而下的觀點(diǎn)不同,如牛頓定律。
最終,研究人員支持表達(dá)波,承認(rèn)雖然轉(zhuǎn)錄因子起著至關(guān)重要的作用,
為了統(tǒng)一這兩種觀點(diǎn),作者使用生物學(xué)和物理學(xué)共有的概念提出了他們的結(jié)論,將數(shù)學(xué)的使用限制為直觀的方法,例如遞歸量化分析和主成分分析的經(jīng)典統(tǒng)計方法。
標(biāo)簽:
免責(zé)聲明:本文由用戶上傳,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!